[发明专利]一种自由落体运动实验装置

说明书

本发明公开了一种自由落体运动实验装置，包括底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置，所述支撑杆的一端垂直设置在底座上表面一端，所述支撑杆上设有第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件，且第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件依次从上到下设置在支撑杆上，所述第一高度调节连接件上设有第一安装杆。本发明通过采用底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置结合设计，可以演示自由落体运动，实验方法简便、直观、精度高，且支撑杆上的高度刻度线和安装杆上的距离长度刻度线结构设计，使得本装置调节精度更高，进一步保证实验数据的准确性。

技术领域

本发明涉及实验器材领域，特别涉及一种自由落体运动实验装置。

背景技术

仅在重力作用下，物体由静止开始竖直下落的运动称为自由落体运动。在物理学习过程中自由落体运动实验是其中一个很重要的实验，在实验过程中对自由落体运动进行测试的方式一般是通过投放初速度为零的小球，记录小球下落过程的位移、时间等相关数据，从而得出重力加速度值以及自由落体运动的规律。

CN201638428U中公开了一种自由落体运动实验的多球释放装置，该装置可连续、逐个释放实验小球，若将该装置利用到自由落体运动实验装置中进行实验，可使实验过程得到简化，操作起来更轻松，但该装置是通过一个控球凹槽转动180度来将实验小球从存球管中翻转出来的，而控球凹槽是由转动轴带动旋转的，它受到了转动轴的力而发生运动，因此处于控球凹槽内的实验小球亦会受到控球凹槽的作用力，那么实验小球在被带到下落口时，它由于惯性作用会带着一定的初速度下落(也就是说其掉落时的初始速度并不为零)，最终测试结果会因为初速度不为零而带来误差。

另外，现有的教学用自由落体运动实验装置，由于结构设计的不完善，使得各个部件的高度调节不便，且调节不准确，同时没有接球装置，使得实验过程中的小球滚动到别的地方重复拾起过于麻烦。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自由落体运动实验装置，其解决了传统自由落体运动实验装置中的各个部件的高度调节不便、调节不准确和缺乏接球装置的问题。

为了解决上述问题，本发明人通过结合自己多年来的物理教学经验，并经过大量设计改进，最终提供了如下技术方案：

一种自由落体运动实验装置，包括底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置，所述支撑杆的一端垂直设置在底座上表面一端，所述支撑杆上设有第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件，且第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件依次从上到下设置在支撑杆上，所述第一高度调节连接件上设有第一安装杆，所述电磁铁设置在第一安装杆的另一端上，所述实验小铁球通过磁力吸附在电磁铁的底部，所述第二高度调节连接件和第二高度调节连接件上分别设有第二安装杆和第三安装杆，所述光电门包括上光电门和下光电门，所述上光电门和下光电门分别设置在第二安装杆和第三安装杆的另一端上，且所述上光电门和下光电门均与计时装置电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电磁铁包括绝缘外壳、圆柱型铁条和导电线圈，所述绝缘外壳底部设有铁条安装凹槽，所述圆柱型铁条设置在铁条安装凹槽内，所述导电线圈套接在圆柱型铁条的外侧，所述绝缘外壳外侧设有正极通电接头和负极通电接头，所述正极通电接头位于负极通电接头的上侧，且正极通电接头和负极通电接头分别与导电线圈的两端连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件外侧两端上均设有第一安装通孔和第二安装通孔，且第一安装通孔和第二安装通孔的中心轴线相互垂直。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件外侧对应第一安装通孔的位置设有第一锁紧旋钮。